การวิเคราะห์ข้อบกพร่องในการหล่อที่เกี่ยวข้องกับการกรองโลหะเหลวและมาตรการแก้ไข

1. ข้อบกพร่อง สาเหตุ และการแก้ไขที่เกิดจากตัวกรอง

2. ข้อบกพร่องจากการรวมตัวของตะกรัน

1. โลหะผสมหล่อเหลวชนิดต่างๆ จะก่อให้เกิดสิ่งเจือปนระหว่างกระบวนการหลอมและเท สิ่งเจือปนโลหะสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามแหล่งที่มา:

(1) สิ่งเจือปนจากภายนอก เกิดจากการกัดเซาะวัสดุบุเตา วัสดุทนไฟของทัพพี ตะกรันที่เกิดจากปฏิกิริยาของตะกรันหรืออากาศ การกัดกร่อนของทรายหล่อ หรือการกัดกร่อนของวัสดุอื่นใดที่สัมผัสกับโลหะหลอมเหลว

(2) สิ่งเจือปนในตัว สิ่งเจือปนประเภทนี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาในโลหะหลอม เช่น สิ่งเจือปนแมกนีเซียม-กำมะถัน สิ่งเจือปนแมกนีเซียม-กำมะถันเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาในเหล็กหลอมเหลวหลังจากเติมโลหะผสมแมกนีเซียม-ซิลิกอน-เหล็กในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นทรงกลม

2. สาเหตุของการรวมตัวของตะกรัน
(1) ซิลิกอน: ซิลิกอนออกไซด์เป็นองค์ประกอบหลักของการรวมตัวของตะกรัน ดังนั้นควรลดปริมาณซิลิกอนให้มากที่สุด (2) กำมะถัน: ซัลไฟด์ในเหล็กหลอมเหลวเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของข้อบกพร่องของการรวมตัวของตะกรันในชิ้นส่วนเหล็กเหนียว จุดหลอมเหลวของซัลไฟด์ต่ำกว่าของเหล็กหลอมเหลว ในระหว่างการทำให้เหล็กหลอมเหลวแข็งตัว ซัลไฟด์จะตกตะกอนจากเหล็กหลอมเหลว ทำให้ความหนืดของเหล็กหลอมเหลวเพิ่มขึ้น ทำให้ตะกรันหรือออกไซด์ของโลหะในเหล็กหลอมเหลวลอยได้ยาก ดังนั้น เมื่อปริมาณกำมะถันในเหล็กหลอมเหลวสูงเกินไป การรวมตัวของตะกรันจึงเกิดขึ้นได้ง่ายในการหล่อ ควรควบคุมปริมาณกำมะถันของเหล็กพื้นฐานเหล็กเหนียวให้ต่ำกว่า 0.06% เมื่ออยู่ระหว่าง 0.09% และ 0.135% ข้อบกพร่องจากการรวมตะกรันของเหล็กหล่อจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

(3) แร่ธาตุหายากและแมกนีเซียม: ในปีที่ผ่านมา การศึกษาวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการรวมตัวของตะกรันส่วนใหญ่เกิดจากการออกซิเดชันของธาตุต่างๆ เช่น แมกนีเซียมและแร่ธาตุหายาก ดังนั้นแมกนีเซียมและแร่ธาตุหายากที่เหลืออยู่จึงไม่ควรสูงเกินไป

(4) อุณหภูมิการเท: เมื่ออุณหภูมิการเทต่ำเกินไป ออกไซด์ของโลหะในโลหะหลอมเหลวจะลอยขึ้นสู่พื้นผิวได้ยากเนื่องจากโลหะหลอมเหลวมีความหนืดสูง และยังคงอยู่ในโลหะหลอมเหลว เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป ตะกรันบนพื้นผิวของโลหะหลอมเหลวจะบางเกินไปและยากต่อการเอาออกจากพื้นผิวของของเหลว และมักจะไหลเข้าไปในแม่พิมพ์พร้อมกับโลหะหลอมเหลว ในการผลิตจริง อุณหภูมิการเทที่ต่ำเกินไปเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการรวมตะกรัน

(5) ระบบการเท: ระบบการเทควรได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมและมีฟังก์ชันการบล็อกตะกรันเพื่อให้โลหะที่หลอมละลายสามารถเติมลงในแม่พิมพ์ได้อย่างราบรื่นและหลีกเลี่ยงการกระเซ็นและการปั่นป่วน

(6) ทรายหล่อ: หากมีทรายหรือสารเคลือบส่วนเกินเกาะติดอยู่บนพื้นผิวของทรายหล่อ ทรายหรือสารเคลือบเหล่านั้นอาจรวมตัวกับออกไซด์ในโลหะหลอมเหลวจนเกิดตะกรัน ส่งผลให้ตะกรันเกาะติดได้ ความแน่นของแม่พิมพ์ทรายไม่เท่ากัน และพื้นผิวผนังแม่พิมพ์ที่มีความแน่นต่ำจะถูกกัดกร่อนได้ง่ายจากโลหะหลอมเหลวและเกิดสารประกอบที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ส่งผลให้ตะกรันเกาะติดในชิ้นงานหล่อ

3. มาตรการป้องกันการรวมตัวของตะกรัน

(1) ควบคุมองค์ประกอบของเหล็กหลอมเหลว: ลดปริมาณกำมะถันในเหล็กหลอมเหลวให้มากที่สุด (<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) กระบวนการหลอมโลหะ: พยายามเพิ่มอุณหภูมิของโลหะหลอมเหลวออกจากเตาและปล่อยทิ้งไว้สักครู่เพื่อให้การลอยตัวและการเกาะตัวของสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะเป็นไปได้ง่าย ทำความสะอาดตะกรันบนพื้นผิวของเหล็กหลอมเหลวและใส่สารเคลือบผิว (เพอร์ไลต์ เถ้าไม้ ฯลฯ) บนพื้นผิวของเหล็กหลอมเหลวเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเหล็กหลอมเหลว เลือกอุณหภูมิการเทที่เหมาะสม โดยควรไม่น้อยกว่า 1,350 องศา

(3) ระบบการเทควรทำให้เหล็กหลอมเหลวไหลได้อย่างราบรื่น และควรติดตั้งถุงรวบรวมตะกรันและตัวกรองโฟมเซรามิกเพื่อปิดกั้นตะกรัน

(4) ความแน่นของแม่พิมพ์ควรสม่ำเสมอและมีความแข็งแรงเพียงพอ ควรเป่าทรายในแม่พิมพ์ออกไปเมื่อประกอบแม่พิมพ์

3. ข้อบกพร่องด้านรูพรุน

1. ความพรุนมักเป็นข้อบกพร่องที่พบบ่อยในชิ้นงานหล่อ โดยมักคิดเป็นสัดส่วนสูงของเศษชิ้นงานหล่อ

ภายใต้สภาวะการผลิตสมัยใหม่ รูพรุนที่เกิดปฏิกิริยาและรูพรุนที่เกิดการตกตะกอนนั้นค่อนข้างหายาก และรูพรุนที่รุกรานนั้นพบได้ทั่วไป ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์รูพรุนที่รุกราน:

2. สาเหตุของรูพรุน

(1) ปริมาณไอเสียในโพรงไม่เพียงพอและพื้นที่หน้าตัดไอเสียรวมมีขนาดเล็กเกินไป

(2) อุณหภูมิการเทต่ำ

(3) ความเร็วในการเทช้าเกินไป เหล็กหลอมเหลวไม่สามารถเติมแม่พิมพ์ได้อย่างเรียบเนียน และมีแก๊สเข้ามาเกี่ยวข้อง

(4) ความชื้นของทรายหล่อสูงเกินไป ปริมาณเถ้าในทรายหล่อสูง และทรายหล่อมีการซึมผ่านของอากาศต่ำ

(5) การออกแบบระบบการเทที่ไม่เหมาะสมทำให้แก๊สถูกดึงเข้าไปในเหล็กหลอมเหลว

(6) สารเชื้อไม่แห้งและขนาดอนุภาคไม่เหมาะสม เหล็กหลอมเหลวไม่ได้ถูกกำจัดตะกรันออกอย่างสมบูรณ์ และตะกรันไม่ได้ถูกปิดกั้นในระหว่างการเท ส่งผลให้ตะกรันมีรูพรุน

(7) การไม่สามารถจุดไฟได้ทันเวลาในระหว่างการเท

3. วิธีการป้องกันรูพรุน

(1) จำนวนหมุดระบายอากาศหรือแผ่นระบายอากาศที่มีหน้าตัดที่เหมาะสมจะถูกตั้งไว้ที่ตำแหน่งที่สูงขึ้นในแบบจำลอง โดยปกติ หน้าตัดไอเสียควรอยู่ที่ประมาณ 1.5-1.8 เท่าของพื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของช่องระบายอากาศ

(2) ระบบการเทควรตั้งค่าตามหลักการกึ่งเปิดและกึ่งปิด และควรเพิ่มอุปกรณ์กรองเซรามิกโฟมในช่องเท ตัวกรองเซรามิกโฟมมีผลในการปรับสภาพ และเหล็กหลอมเหลวค่อนข้างเสถียรเมื่อเติมแม่พิมพ์ และจะไม่ส่งผลกระทบต่อแม่พิมพ์ ไม่ทำให้เกิดการกระเซ็นหรือก๊าซที่พาเข้ามา ขนาดหน้าตัดของระบบการเทจะเหมาะสมกว่าเมื่อคำนวณจากความเร็วในการเท 8-10 กก./วินาที

(3) อุณหภูมิการหลอมเหลวของเหล็กไม่ควรต่ำกว่า 1,500 องศา และอุณหภูมิการเทของกล่องสุดท้ายควรควบคุมไว้ที่ประมาณ 1,400~C ในระหว่างการเทด้วยมือ (สามารถปรับได้ตามขนาดและความหนาของผนังของการหล่อ) ควรใช้การเทอัตโนมัติ และข้อผิดพลาดของอุณหภูมิการเทควรอยู่ภายใน 20 องศา

(4) สำหรับระบบการประมวลผลทรายที่ดีที่เหมาะสำหรับการขึ้นรูปด้วยแรงดันสูง ปริมาณความชื้นของทรายขึ้นรูปควรได้รับการควบคุมที่ 2.8-3.2% อัตราการอัดแน่นควรอยู่ระหว่าง 36-42% และความแรงของอุณหภูมิและแรงดันควรถึง 180-220kpa (ทั้งหมดดูการสุ่มตัวอย่างและการทดสอบที่เครื่องขึ้นรูป) เพื่อให้บรรลุตัวบ่งชี้เหล่านี้ จำเป็นต้องตรวจสอบปริมาณเถ้าของทรายขึ้นรูป ปริมาณของวัสดุเสริมที่เติม ขนาดอนุภาคทรายเดิมที่เหมาะสม อุณหภูมิของทรายที่หมุนเวียน และประสิทธิภาพการผสมทราย

(5) ใส่ใจการกำจัดตะกรันออกจากเหล็กหลอม การอุดตันของตะกรันและการจุดไฟในระหว่างการเท และการทำให้แห้งของสารเชื้อเพาะ
 

4. ข้อบกพร่องในการปิดเย็น
 

1. สาเหตุของข้อบกพร่องในการปิดเย็น
 

(1) อุณหภูมิในการเทต่ำเกินไป และความสามารถในการเติมเหล็กหลอมเหลวจะอ่อนลง

(2) การซึมผ่านของอากาศของแม่พิมพ์ทรายไม่ดี แรงดันแก๊สในทรายสูงเกินไป และเหล็กหลอมเหลวไม่สามารถเติมแม่พิมพ์ได้ทันเวลา

(3) การออกแบบระบบประตูไม่สมเหตุสมผล และพื้นที่หน้าตัดของรันเนอร์และรันเนอร์ด้านในมีขนาดเล็ก

(4) สิ่งตกค้างเกาะติดกับถ้วยเท ทำให้อุณหภูมิในการเทลดลง

2. มาตรการรับมือสำหรับข้อบกพร่องแบบปิดเย็น
 

(1) ปรับปรุงการออกแบบระบบการเท เพิ่มพื้นที่ของตัวกรองเซรามิกโฟม และเพิ่มอัตราการไหลของเหล็กหลอมเหลว

(2) ปรับปรุงการซึมผ่านของอากาศของทรายหล่อและเพิ่มท่อไอเสีย

(3) เพิ่มอุณหภูมิการหล่อ

(4) ทำความสะอาดบริเวณถ้วยเท